Por que a água sobe enquanto o objeto afunda?

Jato sobe enquanto um objeto afunda
Jato sobe enquanto objeto afunda

Pesquisadores europeus estão em alegria profunda.
Agora eles entendem porque um  jato de água sobe
enquanto um objeto se afunda.

Desculpe-me pela paródia da famosa poesia de banheiro. Não resisti. Mas o assunto é sério. Por mais simples que pareça o fenômeno, ainda não havia explicações convincentes do jato emitido. Veja a foto do jato.

Observem que há muitos elementos em jogo: tensão superficial da água, pressão dinâmica da água, interação do ar com a água etc.

Os pesquisadores investigaram com análise matemática, simulação computacional e experimento real com máquina fotográfica super rápida. O resumo do artigo na Physical Review Letters é o seguinte (tradução livre):

Quando um disco circular atinge uma superfície de água, ela cria uma cratera de impacto que, depois de se colapsar, produz um jato vigoroso. Por causa do impacto uma cavidade de ar axisimétrica se forma e eventualmente se parte em um único ponto na metade da cavidade criada. Dois jatos delgados e rápidos são observados. Um pra cima e outro pra baixo …

Read Why Dropping a Stone Makes a Jet no Focus of Physical Review. Ou o artigo orginal High-Speed Jet Formation after Solid Object Impact na Physical Review Letters.

E veja também duas fotos artísticas de Martin Waugh:

Pingo no i
Pingo no i
gota de água
http://www.liquidsculpture.com